Choppers-általános bevezetés

Choppers

a chopper alapvetően egy dc-dc átalakító, amelynek fő funkciója / használata állítható dc feszültség létrehozása rögzített dc feszültségforrásokból félvezetők használatával.

aprító típusok

a aprító típusok fő osztályozását egy másik bejegyzés tartalmazza. Vessen egy pillantást – a CHOPPER áramkörök típusai

kétféle Chopper létezik – AC és DC.

AC Link Chopper

ac link chopper esetében először az egyenáramot váltóárammá alakítják át egy inverter segítségével. Ezt követően az AC-t egy transzformátor fokozza vagy csökkenti, amelyet egy dióda egyenirányítóval visszavált dc-re. Az Ac link chopper költséges, terjedelmes és kevésbé hatékony, mivel az átalakítás két szakaszban történik.

DC Chopper

a DC chopper egy statikus eszköz, amely a rögzített dc bemeneti feszültséget közvetlenül változó dc kimeneti feszültséggé alakítja. A chopper lehet mondani, mint dc egyenértékű egy ac transzformátor viselkednek azonos módon. Ez a fajta aprító hatékonyabb, mivel egy szakaszos átalakítással jár. Csakúgy, mint egy transzformátor, egy aprító is használható a rögzített egyenáramú kimeneti feszültség fokozására vagy csökkentésére. Choppers használják számos alkalmazás a világ minden tájáról belül különböző elektronikus berendezések. A chopper rendszer nagy hatékonysággal, gyors reagálással és zökkenőmentes vezérléssel rendelkezik.

a Chopper működésének elve

a chopper nagy sebességű be/ki félvezető kapcsolóként mondható el. A forrás betöltése a kapcsolat és a Leválasztás a terheléstől a forrásig gyors sebességgel történik. Tekintsük az ábrát, itt egy apróra vágott terhelési feszültség érhető el egy állandó dc feszültségellátásból, amelynek nagysága Vs. a Chopper az, amelyet “SW” képvisel egy pontozott négyzet belsejében, amely tetszés szerint be-vagy kikapcsolható.

kimeneti feszültség és áram hullámformák

most nézzük meg a chopper kimeneti áramát és feszültség hullámformáit. Az időtartam alatt Ton a chopper be van kapcsolva, és a terhelési feszültség megegyezik forrás feszültség Vs. intervallum alatt Toff a chopper ki van kapcsolva, és a terhelési áram folyik, bár a szabadonfutó dióda FD . A terhelési kapcsokat az FD rövidre zárja, ezért a terhelési feszültség nulla a Toff során. Így a terhelési kapcsokon apróra vágott egyenfeszültség keletkezik. A grafikonból láthatjuk, hogy a terhelési áram folyamatos. Az időtartam alatt Ton, terhelési áram emelkedik, de közben Toff terhelési áram bomlik .

az átlagos terhelési feszültséget

V0 = tonna / (tonna +Toff) * Vs = (tonna / T) V = A Vs………………(1.0)

Ton: on-time

Toff: off-time

T = Ton +Toff = aprítási időszak

a = Ton /T = munkaciklus

tehát tudjuk, hogy a terhelési feszültség szabályozható változtatásával munkaciklus A. egyenlet 1.A 0 azt mutatja, hogy a terhelési feszültség független a terhelési áramtól, így is írható

V0 = F. Ton .Vs

f= 1 / T = aprítási frekvencia

fokozatos aprítók

a cikk elején bemutatott aprító áramkör (Lásd az ábrát – “aprító áramkör”) esetében a v0 vagy az átlagos kimeneti feszültség kisebb, mint a bemeneti feszültség Vs, ezért ezt a típusú aprítót lépcsős aprítónak nevezzük. Egy step-up chopper tudunk szerezni egy átlagos kimeneti feszültség V0 nagyobb, mint a bemeneti feszültség. Az (a) ábra a lépcsős aprító elemi formáját mutatja.

működési elve egy Step-up Chopper

a step-up chopper egy nagy induktor, L sorban a forrás feszültség Vs. ez képez egy zárt utat ábrán látható (b). Abban az időszakban, amikor a chopper az induktoron van, energiát tárol. Amikor a chopper ki van kapcsolva, az áram kénytelen átfolyni a diódán és egy ideig terhelni, és mivel az induktor áram nem halhat meg hirtelen. Amikor az áram csökken, az L-ben indukált emf polaritása megfordul. C) ábra. Ennek eredményeként a terhelésen elérhető teljes feszültséget a v0 = Vs + L (di/dt) egyenlet adja meg . A v0 feszültség meghaladja a forrásfeszültséget, ezért az áramkör fokozatos aprítóként működik, és az L-ben tárolt energia felszabadul a terhelésre.

feszültség és áram hullámformák

amikor a chopper be van kapcsolva, az L induktivitáson keresztüli áram I1-ről I2-re növekszik. Mivel a chopper a forrás feszültség kerül alkalmazásra L azaz vL = VS .

amikor a chopper ki van kapcsolva, a (c) ábra KVL – je

vL-V0+Vs =0 vagy vL =V0-Vs , ahol vL az L közötti feszültség . Tegyük fel, hogy a kimeneti áram változása lineáris, az induktorhoz a forrásból származó energiabevitel az időtartam alatt tonna,

Win= Vs (I1+I2/2) tonna

az idő alatt Toff a chopper ki van kapcsolva, tehát az induktor által a terheléshez felszabadított energia

Woff = (V0-Vs)(I1+I2/2).Toff

tegyük fel, hogy a rendszer veszteségmentes, akkor a két energia azt mondja, hogy a győzelem és a Woff egyenlő.

tehát e kettőt egyenlővé téve

Vs (I1+I2/2) tonna = (V0-Vs)(I1+I2/2).Toff

Vs Ton = (V0-Vs) Toff

V0Toff = Vs (Toff + Ton) = Vs .T

V0 = VS (T/Toff) = VS (T/T-Ton) =VS (1/(1-A) ………….(2.0)

a 2.0 egyenletből láthatjuk, hogy a terhelés átlagos feszültsége fokozható a munkaciklus változtatásával. Ha az (a) ábrán látható aprító mindig ki van kapcsolva, A=0 és V0= Vs. Ha a chopper mindig be van kapcsolva, A =1 és V0 = végtelen, amint azt a grafikonon láthatjuk. Gyakorlati alkalmazásokban a chopper be – és kikapcsolásra kerül, így a szükséges fokozatos átlagos kimeneti feszültség, több forrásfeszültség érhető el.

az ábra a v0 terhelési feszültség változását mutatja a munkaciklussal .

Step-Up Chopper alkalmazása

az ábra az egyenáramú motor regeneratív fékezését mutatja.

a fokozatos aprító elve alkalmazható egyenáramú motorok regeneratív fékezéséhez. Az EA armatúra feszültség analógia a VS feszültséggel, a V0 feszültség pedig az egyenáramú forrás feszültsége. Amikor a chopper az induktoron van, L tárolja az energiát, amikor pedig ki van kapcsolva, az induktor felszabadítja az energiát. Ha az Ea / (1-A) meghaladja a V0 értéket , az egyenáramú gép egyenáramú generátorként fog működni, és az armatúra áramlása a motor üzemmóddal ellentétes irányban fog folyni. Mivel a teljesítmény most áramló dc gép a forrás V0 fog okozni regeneratív törés a dc motor. Még csökkenő motorfordulatszám esetén is regeneratív törés biztosítható, mivel az EA motor armatúra egyenesen arányos a mezőárammal és a motor fordulatszámával.